análise de viabilidade para uso de pavimentos permeáveis como dispositivos de controle de...

XX Simpsio Brasileiro de Recursos Hdricos 1

ANALISE DE VIABILIDADE PARA USO DE PAVIMENTOS

PERMEVEIS COMO DISPOSITIVO DE CONTROLE DE ESCOAMENTO

SUPERFICIAL

Juliane Vier Vieira1; Sandro Rogrio Lautenschlager

2; Jesner Sereni Ildefonso

3; Cristhiane

Michiko Passos Okawa 4; Andra Sartori Jabur

5

Resumo Tendo em vista a ocupao urbana desordenada que expe uma diversidade de

problemas, includo a impermeabilizao do solo, tem-se buscado uma soluo adequada de

controle de escoamento superficial na fonte, e para tal proposto o uso de pavimentos permeveis,

que tem a funo de reservar a gua para posterior infiltrao no solo ou para encaminh-la ao

exutrio, amortecendo os picos de cheia. O objetivo deste artigo o de determinar qual o melhor

tipo de pavimento permevel a ser utilizado na busca do bom dimensionamento e para que seu uso

seja satisfatrio. A anlise de viabilidade demonstra que so diversos os fatores que influenciam

nessa escolha incluindo o tipo de solo, trfego que ser submetido, altura do lenol fretico,

capacidade de infiltrao do solo, entre outros e que a escolha poder ser feita atravs de um

fluxograma contendo questionamentos sobre as caractersticas do local e do uso do pavimento.

Conclui-se que o pavimento permevel pode ser utilizado em larga escala, com poucas restries e

que sua escolha adequada garantir a funcionalidade estrutural e ambiental do pavimento.

Palavras-Chave Pavimentos Permeveis; Escoamento Superficial.

VIABILITY ANALYSIS FOR USING POROUS PAVEMENTS AS

CONTROL DEVICE OF SURFACE RUNOFF

Abstract In view of the disorderly urban occupation that exposes a variety of problems, including

soil sealing, has sought an appropriate control surface runoff at source, and to this is proposed the

use of porous pavements, which has the function of reserve water for later soil infiltration or

sending it to mouth, dampening flood peaks. The objective of this paper is to determine the best

type of porous pavement to be used in the pursuit of good design and satisfactory use. The viability

analysis shows that there are several factors that influence this choice including soil type, traffic that

will be submitted, groundwater depht, the infiltration capacity of the soil, among others, and the

choice can be made through a flowchart containing questions about the characteristics of the site

and use the pavement. It is concluded that the porous pavement may be used by large scale and with

few restrictions that ensure its proper choice structural and environmental functionality of the

pavement.

Keywords Porous Paviment; Surface Runoff.

1 Afiliao: Universidade Estadual de Maring, [email protected]




5 Afiliao: UTFPR Pato Branco, [email protected].


INTRODUO

A ocupao desordenada do solo expe uma diversidade de problemas. Andreoli et al.(2003),

analisam estes problemas quer seja por planejamento inadequado, inexistncia de planejamento ou

omisso do poder pblico. Bispo e Levino (2011) consideram que haver principalmente uma

alterao do regime de produo: a impermeabilizao do solo impede a infiltrao da gua,

acentuando os problemas da eroso urbana e aumentando os picos de cheia. Por outro lado, a

minimizao da recarga nos solos, reduz a disponibilidade de gua nos perodos de baixa

precipitao.

Um dos passos para a modernizao do sistema de drenagem urbana a adoo do controle

na fonte da gerao do escoamento superficial. SUDERSHA (2002) divide as tcnicas alternativas

de drenagem em dois grupos, que seguem dois princpios bsicos: 1. a infiltrao da gua no solo,

quando possvel, para reduzir o escoamento superficial jusante (dispositivos de infiltrao); 2. o

armazenamento provisrio da gua pluvial, para controlar o escoamento superficial e limitar a

poluio a jusante (dispositivos de reteno e deteno).

Vrios dispositivos tm sido aplicados no intuito de promover a infiltrao da gua,

retardando o tempo de escoamento superficial ou ento, tentando devolver ao solo a capacidade de

infiltrao anterior urbanizao. Tucci e Davis (1995) destacam os planos de infiltrao, valas de

infiltrao, bacias de percolao, entradas permeveis na rede de drenagem, trincheiras ou valas

permeveis, meio-fio permevel e os pavimentos permeveis.

Para a resoluo da questo de impermeabilizao de solo urbano, Arajo (1999) apresenta

solues prticas atravs do uso de pavimentos permeveis, que so superfcies perfuradas ou

porosas que permitem a infiltrao de uma parte das guas que escoam superficialmente para uma

camada de reserva localizada abaixo do terreno. Arajo (1999) classifica os pavimentos permeveis

da seguinte forma: pavimento de asfalto poroso, de concreto poroso, e de blocos de concreto

perfurado preenchido com areia ou grama. Este artigo relativo ao primeiro tipo.

Os pavimentos permeveis so conhecidos como estruturas reservatrio. De acordo com

Raimbault et al. (2002) apud Acioli (2005), essa denominao refere-se s funes realizadas pela

matriz porosa de que so constitudos: a) funo mecnica, associada ao termo estrutura, que permite

suportar os carregamentos impostos pelo trfego de veculos; b) funo hidrulica, associada ao termo

reservatrio, que assegura, pela porosidade dos materiais, reter temporariamente as guas, seguido pela

drenagem e, se possvel, infiltrao no solo do subleito.

De acordo com Acioli (2005),

As estruturas de infiltrao podem trabalhar tanto na reduo das vazes mximas, funcionando como reservatrios

de amortecimento, quanto na reduo dos volumes escoados,

atravs da infiltrao das guas drenadas, podendo desempenhar tambm um papel na remoo e controle de

poluentes do escoamento superficial. So, portanto, estruturas

que recuperam de forma mais efetiva as condies de pr-

ocupao, com relao s estruturas de deteno e reteno,

que apenas efetuam funo de amortecimento.

O escoamento infiltra rapidamente na capa ou revestimento poroso (espessura de 5 a 10 cm),

passa por uma manta geotxtil e vai para uma cmara ou reservatrio de pedras mais profundo com

agregados grados. A capa de revestimento permevel somente age como um conduto rpido para o

escoamento chegar ao reservatrio de britas. O escoamento, neste reservatrio, poder ento ser


infiltrado para o subsolo ou ser coletado por tubos de drenagem e transportado para uma sada.

Assim, a capacidade de armazenamento dos pavimentos porosos determinada pela profundidade

do reservatrio de pedras subterrneo (mais o escoamento perdido por infiltrao para o subsolo).

De acordo com Azzout et al. (1994) o pavimento pode possuir revestimento drenante ou

impermevel e ainda ter funo de infiltrao ou apenas de armazenamento, conforme Figura 1.

Figura 1 Exemplo de diferentes tipos de pavimentos com reservatrio estrutural (extrado de Azzout El at, 1994 apud

Acioli, 2005)

Combes et al. (2002) apud Acioli (2005) citam ainda que um grande empecilho para o

desenvolvimento da aplicao dos dispositivos de controle na fonte a errnea ideia de que os

mesmos possuem implementao mais onerosa e tm benefcios econmicos limitados.

OBJETIVO

Determinar qual o melhor tipo de pavimento permevel a ser utilizado, em funo do tipo de

solo que constitui o leito no qual o pavimento estar assentado.

METODOLOGIA

Considerando a existncia de 4 (quatro) tipos de pavimentos permeveis que variam no

revestimento e na transferncia de gua ao solo ou ao exutrio, faz-se necessrio uma interveno

na tomada de deciso. O uso do fluxograma proposto por Acioli (2005) recomendado por

questionar o usurio sobre quais as condies apresentadas no local de aplicao do pavimento

permevel. Para que a determinao seja apropriada, deve-se conhecer o local de implantao e

ainda fazer estudos hidrolgicos e hidrogeolgicos a priori, por exemplo, a caracterizao do solo


suporte quanto ao tipo do solo, taxa de infiltrao do solo saturado, capacidade de carga e o

comportamento do solo em presena de gua; caracterizar a topografia, a vegetao prxima, a

existncia de redes de gua e esgoto trfego; determinar as caractersticas pluviomtricas do local, a

vazo mxima de sada e a direo do escoamento; determinar qual a altura do aqufero, as

variaes sazonais, se o aqufero est prximo superfcie e se usado no abastecimento de gua

potvel (inviabilizando a infiltrao).

Acioli (2005) props um fluxograma (Figura 2) que serve como guia para auxilio nesta

tomada de deciso. Observa-se, nessa figura, uma srie de questionamentos em funo das

caractersticas previamente determinadas (solo, local de implantao, trfego, lenol fretico) e

conforme essas situaes so respondidas, o usurio encaminhado a novas situaes, que iro

definir qual ser o tipo de pavimento permevel mais adequado.

Figura 2. Fluxograma para anlise de viabilidade (extrado de Azzout el at, 1994 apud Acioli, 2005)

Observa-se que o usurio encaminhado diretamente para o tipo de pavimento que cumpra

todas as exigncias de uso. Percebe-se claramente a preocupao com o trfego submetido. Essa

informao, alm do dimensionamento das espessuras do pavimento, importante j que no caso de

grandes volumes de trfego, h grandes chances dos agregados sofrerem abraso. Neste processo,


h a gerao de agregado mido, que poder causar direta ou indiretamente a colmatao, o que far

com que o pavimento comporte-se como o convencional (impermevel).

A nica situao em que o pavimento no recomendvel quando a infiltrao no

propicia ao solo suporte e que, somado a esta condio, no h possibilidade de criao de um

exutrio, isto , a gua que acumula no reservatrio no ter sada, o que levar capacidade total

de reservao e posteriormente ao acumulo de gua na superfcie do pavimento (aquaplanagem),

situao esta caracterstica de regies de solos finos e em regies com cota abaixo do restante da

via.

Deve-se ressaltar que o fluxograma no definitivo, isto , h uma certa flexibilidade do

gestor na alterao da escolha conforme as condies de contorno propostas.

RESULTADOS E ESTUDO DE CASO

A tomada de deciso pelo tipo adequado de pavimento para locais de predominncia de

solos com baixa permeabilidade (argilas e siltes), ou, de forma simplificada, solos impermeveis,

deve ser feita observando que neste tipo de solo mais eficaz a retirada da gua da camada base por

escoamento e no por infiltrao. Como a infiltrao no significativa nesse tipo de solo, h a

necessidade de um exutrio para sada do volume retido. Possuindo exutrio, outras preocupaes

so admitidas. A literatura no recomenda o uso de pavimentos permeveis quanto h

predominncia de trfego pesado, pois alm da abraso dos agregados na camada de revestimento

que poderiam levar colmatao ainda pode haver uma reduo da capacidade de carga do

pavimento com a presena de gua na base. A entrada de finos se refere possibilidade de

colmatao do pavimento, que geralmente se d pelo entorno da via: passeios calados, vias limpas

e vegetao pouco densa so bons indicadores de que a entrada de finos no significante.

Acioli (2005) encontrou situao similar ao implantar um mdulo experimental, constitudo

em um estacionamento com duas tipologias de pavimento permevel (asfalto poroso, com

granulometria aberta e, na outra, o revestimento com blocos vazados intertravados de concreto

preenchidos com areia e grama), para a avaliao da capacidade de infiltrao e da qualidade da

gua nas dependncias do Instituto de Pesquisas Hidrulicas da Universidade Federal do Rio

Grande do Sul (IPH/UFRGS). Neste local, o solo se revelou excessivamente argiloso, com baixa

taxa de infiltrao e ainda reas gramadas e pequenas rvores no entorno da rea experimental.

Atravs do Fluxograma (Figura 1), j no primeiro questionrio verifica-se que o solo suporte

pouco propicio a infiltrao. Seguindo o fluxograma, o modulo experimental foi utilizado numa

regio com declividade suficiente para encaminhamento das guas para a rede de drenagem

(exutrio). Devido ao tipo de solo no ser propicio infiltrao, o fluxograma propunha ento o

deciso mais adequada seria o pavimento com revestimento permevel e base impermevel.

Entretanto, optou-se pelo uso de pavimento com revestimento permevel e infiltrao na base a fim

de prever o comportamento se implantando em outras reas da cidade. Os estudos sobre a

infiltrao neste experimento demonstram que com o tempo de uso sem manuteno, o pavimento

teve sua capacidade de reduo de escoamento superficial comprometido (CASTRO et al, 2013).

Ao se buscar o uso em regies de solos granulares, que possuem alta taxa de permeabilidade, o

que propicia que parte do volume acumulado seja transferido ao solo, a recarga do aqufero

favorvel, reduzindo o volume de gua no escoamento final. Entretanto, algumas consideraes so

vlidas. O aqufero possui nvel varivel e sazonal, assim, por quesito de segurana, sugere-se uma

folga de 5 metros para evitar que o lenol atinja o pavimento (ou ao menos reduz essa


possibilidade) (VIRGILLIS, 2009). Se isso ocorrer, a gua ir causar um efeito similar

retrolavagem, bombeando a gua para a superfcie do pavimento. Por isso, caso se conhea a regio

e mais do que isso, seja conhecida a variao sazonal da altura do aqufero e dar-se cincia que este

nvel no atinge a superfcie, ento, ainda assim, recomendado o uso do reservatrio sem permitir

a infiltrao no solo.

Percebe-se que os pontos tomados nos fluxogramas so simplificados, isto , h muitos outros

fatores que iro influenciar na deciso pelo uso desta tcnica. Por exemplo, se fssemos usar a

hierarquia viria como parmetro, temos que uma via arterial pode se comportar como uma via com

trfego pesado, devido ao volume de trfego presente, o que nos levaria a adotar o uso de

pavimentos permeveis preferencialmente em vias locais. Outro exemplo o uso dos solos: em

reas comerciais o pavimento permevel seria mais vantajoso por no permitir o acmulo de gua

nas vias, garantindo mais segurana ao pedestre e ainda tornando a regio mais segura contra

enchentes.

CONCLUSO

O uso de pavimentos permeveis como dispositivos de controle de escoamento de grande

relevncia para combater os problemas urbanos devido impermeabilizao do solo. Entretanto,

uma m aplicao do mesmo, isto , utilizar um tipo de pavimento no adequado, pode induzir a

custos desnecessrios, retrabalho e no resoluo do problema. Um exemplo de uso inadequado

usar um pavimento com infiltrao ao solo subjacente, sendo este constitudo por argila, a qual

possui baixa condutividade hidrulica. Salienta-se que a eficcia desse mtodo est relacionada

boa manuteno do pavimento, garantindo assim uma boa permeabilidade, sendo que a manuteno

pode ser realizada com equipamentos que aspiram sujeira existente entre os poros que evitam o

seu entupimento.

Existem limitaes quanto aplicao de pavimentos permeveis, podendo no ser

utilizando quando o nvel do lenol fretico alto, ou ainda quando o solo pouco permevel, no

permitindo a infiltrao. Deve-se analisar a qualidade da gua que escoa, e se ela for fortemente

contaminada haver um grande impacto no lenol fretico, lembrando tambm que a falta de

manuteno pode tornar o sistema ineficiente (especialmente no caso de asfalto e concreto poroso).

No entanto, a maior limitao de pavimentos permeveis e a sua utilizao em locais de veculos

leves, uma vez que ao permitir umidade na base do pavimento afetam a capacidade de sustentao

do mesmo.

Percebe-se que h uma gama muito grande de fatores a serem considerados na tomada de

deciso, uma vez que os urbanistas necessitam de analisar todos os prs e contras antes de se optar

por uma tcnica ou outra. Sanches (2011) explica que o custo de implantao do pavimento

permevel chega a ser 20% maior do que o pavimento convencional, mas que esse custo tende a ser

reduzido com a aplicao em larga escala. Ressalva tambm que essa tcnica dispensa dispositivos

auxiliares de drenagem urbana e ainda traz inmeros benefcios na atuao sobre o escoamento

superficial proveniente da gua da chuva.

Outra caracterstica que tem sido estudada a fim de justificar os custos dessa tcnica a ao

filtrante do pavimento, que acaba por reter os poluentes e impurezas acumulados na superfcie do

pavimento (leos, poeira, graxas) melhorando a qualidade a jusante do reservatrio da base. Assim,

reduzindo riscos de cheia e ainda melhorando a qualidade da gua nos rios.

Por fim, o pavimento permevel surge como uma possibilidade de melhoria do meio urbano e

ainda reduzindo impactos ao meio-ambiente.


REFERNCIAS

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